[发明专利]操作燃烧装置的方法和使用这种方法抑制钒腐蚀

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2010年10月4日提交的美国临时专利申请号61/389,570的优先权。美国临时专利申请号61/389,570的全部内容通过引用以其整体并入本文。美国专利申请公开号2010-0255431的全部内容也通过引用以其整体并入本文。

发明背景

本发明涉及对热装置的钒腐蚀的防护，所述热装置经受不同于气体涡轮的操作并燃烧被钒污染的液体燃料。本发明特别涉及一种操作以这类燃料为进料的热装置（例如蒸汽锅炉）的方法。

出于经济观点，在能源应用中利用某些低值石油馏分变得愈加有利，所述低值石油馏分例如：极度重质原油、蒸馏残余物（来自大气压或真空蒸馏）、产生于石油深度转化的副产物（衍生自自FCC（流化催化裂化）单元的高循环油和浆料）和可能某些重馏分。

为了此目的，可在各种热装置中燃烧这些燃料，例如：气体涡轮、锅炉、炉、柴油发动机等，目的是产生热量或蒸汽、机械能或电。然而，在这些油馏分中主要以钒卟啉形式存在的有机钒化合物在金属合金和陶瓷中产生腐蚀问题，所述金属合金和陶瓷在这些暴露于燃烧气的装置的部件中用作结构材料或用作表面涂层（防护层或热障）。

发明简述

一种操作燃烧装置的方法包括将被钒污染的燃料进料到燃烧装置并将一种或多种硼化合物和一种或多种镁化合物进料到燃烧装置的燃烧室。所述一种或多种硼化合物和一种或多种镁化合物所添加的量使得相对于在燃烧室内由燃料中的钒形成的V₂O₅添加到燃烧室的MgO等价物的摩尔比为摩尔比m，且相对于在燃烧室内由燃料中的钒形成的V₂O₅添加到燃烧室的B₂O₃等价物的摩尔比为摩尔比b。摩尔比b和m满足以下条件：(i) m ≥ 2+b和(ii) b ≥ 0.5。

附图简述

图1是显示关于镁、硼和钒比率的本发明实施方案的图表。

图2是显示关于镁、硼和钒比率的本发明更具体的实施方案的图表。

发明详述

在本申请中，术语“燃烧装置”总的指不是气体涡轮的热装置，其利用优选为含钒重质燃料油的可燃燃料，且其以300℃-1050℃的废气温度操作，如下所述，该温度类似于锅炉的废气温度。这些燃烧装置，例如锅炉，可在300psig-2650psig的蒸汽压力下或在该范围内的任何子压力范围下操作，但更典型地在1200psig-1500psig的范围内或该范围内的任何子压力范围内操作。燃烧装置（例如锅炉）可能或可能不用于产生过热蒸汽，但该单元在优选实施方案中可含有过热器。目标系统中的操作废气温度范围为300℃-1050℃（和该范围内的任何子温度范围），例如400℃-900℃、400℃-650℃、500℃-800℃和500℃-600℃。典型的锅炉温度将用作燃烧装置的实例；然而，本文献作出的所有结论可延伸至具有类似于锅炉的操作温度水平的任何类型热设备，其包括工业炉和柴油发动机但排除特征为特别高温水平并需要特定抑制条件的气体涡轮。

本说明书中公开的任何范围视为包括该范围内的任何子范围并为之提供支持。本说明书中公开的任何范围视为包括该范围内的任何点并为之提供支持。

按照用途，特定加热区域中燃烧装置（例如锅炉）的气体温度或T_g指热废气的温度。“T_w”指特定锅炉加热区域中的管壁温度且低于“T_g”，因为锅炉水在管内循环。